Прост стабилизатор за слънчев панел

Прост стабилизатор за слънчев панел

Стабилизаторите за слънчеви клетки са много разнообразни. Най-простият тип стабилизатор е шунт. Тя има следните предимства: простота, разсейване на ниска мощност, ниска цена, висока надеждност. Въпреки това, в замяна на тези предимства трябва да се примири с факта, че напрежението на акумулатора се променя непрекъснато нагоре и надолу, батерията е включен режимът на таксуване е общият ток, състоянието на не зарядния ток, както и че постоянно изместване преднина на импулсен смущения в изхода на стабилизатора. В зависимост от целта е необходимо да изберете най-подходящия вид стабилизатор. В повечето слънчеви инсталации използвах линейни стабилизатори, които имат предимствата на гладкото регулиране на напрежението и напреженията с изключително ниско напрежение върху товара. Вярно е, че те имат и значителни недостатъци: по-високи разходи, по-големи размери и висока разсейвана мощност. Но когато аз бях помолен да направи слънчева регулатор за яхтата, която служи само на един слънчев панел на 3.1 ампера, и е свързан с батерията 300 A · ч, това е по-добре да се използва малък и просто устройство от линеен регулатор. Така че аз проектирах и произвеждах само такъв стабилизатор. Можете да го използвате и за такива случаи, когато слънчевата енергия е доста малък в комбинация с относително голям капацитет на батерията, или при по-ниска цена, проста структура и висока надеждност, са по-важни от стабилността на линеен контрол.

Стабилизаторът е сглобен върху прототипираща табла и е монтиран в херметически пластмасов корпус, който на свой ред е монтиран върху алуминиева монтажна плоча. Терминалите са изработени от месинг. Този дизайн на устройството се използва, за да издържи на тежката морска среда и небрежната работа.

Ако слънчевият панел не генерира енергия, цялата верига е изключена и не консумира абсолютно никакъв ток от батерията. Когато слънцето изгрява и панелът започва да излъчва поне 10 V, индикаторът LED и два транзистора с ниска мощност са включени. Устройството започва да работи. Докато напрежението на батерията е под 14 V, операционен усилвател (тя е с много ниска консумация на енергия) ще запази транзистор MOSFET е затворен, така че нищо необичайно да се случи, и на ток от слънчеви панели ще премине през Шотки диод на батерия.

Когато напрежението на батерията достигне стойност от 14.0 V, оперативният усилвател U1 ще отвори MOSFET транзистора. Транзисторът ще шунтиране на соларния панел (за това е напълно безопасно), батерията спира да получава ток на зареждане, светлината угасва, транзисторът две ниска консумация на енергия ще се затвори и кондензатор C2 бавно се разрежда. След изтичане на около 3 секунди, кондензатор С2 се освобождава достатъчно за преодоляване U1 верига хистерезис, които ще се затвори отново MOSFET транзистор. Веригата ще зареди акумулатора, докато напрежението отново достигне нивото на превключване. По този начин, устройството работи в цикъла, по време на превключване БНТ период трае 3 секунди и всеки зареждане на батерията трае периоди от време, необходим за постигане на напрежение от 14,0 V. Продължителността на този период ще зависи от зареждане на батерията ток и мощност на товара, свързани с него ,

Минималното време на включване на веригата се определя от времето за зареждане на кондензатора C2 от тока, ограничен от транзистора Q3 до около 40 mA. Тези импулси могат да бъдат много кратки.

Дизайнът на веригата е много прост. Всички компоненти са сравнително достъпни и повечето от тях лесно могат да бъдат заменени от други подобни компоненти. Не бих препоръчал заместването на TLC271 или LM385-2.5. ако не сте сигурни за правилната подмяна. И двата чипа са устройства с ниска мощност и консумацията им директно определя времето за изключване на стабилизатора. Ако използвате чипове, които имат различна консумация на енергия, трябва да промените капацитет на C2 кондензатор, вземете пристрастие на транзистор Q3, но може би дори това не помогне да се регулира правилно веригата.

Транзисторът MOSFET може да бъде заменен от всеки друг с достатъчно ниска устойчивост на отворен канал, така че ефективно да избягва слънчевия панел. Диодът D2 може да бъде и всеки, който може да издържи на максималния ток на слънчевия панел. Използването на Schottky диод е за предпочитане, тъй като то ще падне два пъти по-малко напрежение, отколкото на стандартен силиций, и такъв диод ще бъде наполовина горещ. Стандартният диод е подходящ, ако е правилно поставен и монтиран. С компонентите, показани на диаграмата, стабилизаторът може да работи със слънчеви панели с ток до 4 А. За по-големи панели трябва да се смени само транзистор MOSFET и диод. Останалите компоненти на схемата ще останат същите. Радиатор за управление на 4 панел не се изисква. Но ако поставите MOSFET на подходящ радиатор, веригата може да работи с много по-мощен панел.

Резисторът R8 в тази схема е 92 kΩ, което е нестандартна стойност. Предлагам да използвате 82 kΩ и 10 kOhm резистори в серия, това е по-лесно, отколкото се опитва да намери специален резистор. Резисторите R8, R10 и R6 определят пределно напрежение, така че е най-добре да са точни. Използвах 5% резистори, но ако искате да се увеличи надеждността на устройството, използвайте 1% резистори или изберете най-точните на 5% с цифров уред за измерване. Можете също така да използвате тример и по този начин да регулирате напрежението, но не бих препоръчал това, ако искате да получите висока надеждност в агресивна среда. Резисторите за тримери просто се провалят при такива условия.

Превод: Андрей Гаврилюк по поръчка на Радио Лозман

Искате ли да бъдете уведомени за нови материали на сайта?

Абонирайте се за нашия бюлетин!